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文檔簡介

放大電路是一個(gè)雙口網(wǎng)絡(luò)。從端口特性來研究放大電路,可將其等效成具有某種端口特性的等效電路。信號源負(fù)載

輸入端口特性可以等效為一個(gè)輸入電阻

輸出端口可以根據(jù)不同情況等效成不同的電路形式1.2.2

放大電路模型放大電路是一個(gè)雙口網(wǎng)絡(luò)。從端口特性來研究放大電路,

——負(fù)載開路時(shí)的電壓增益——輸入電阻——輸出電阻

1.2.2放大電路模型1.電壓放大模型關(guān)心輸出電壓與輸入電壓的關(guān)系——負(fù)載開路時(shí)的電壓增益——輸入電阻——輸出電阻1.2.考慮輸入回路對信號源的衰減理想情況:有要想減小衰減,則希望…?

1.2.2放大電路模型由輸出回路得則電壓增益為由此可見即負(fù)載的大小會(huì)影響增益的大小要想減小負(fù)載的影響,則希望…?理想情況:所以,一個(gè)理想的電壓放大器:輸入電阻無限大 輸出電阻無限小考慮輸入回路對信號源的衰減理想情況:有要想減小衰減,則希望…電流放大模型關(guān)心輸出電流與輸入電流的關(guān)系電壓放大模型

1.2.2放大電路模型2.電流放大模型關(guān)心輸出電壓與輸入電壓的關(guān)系——負(fù)載短路時(shí)的電流增益電流放大模型關(guān)心輸出電流與輸入電流的關(guān)系電壓放大模型1.22.電流放大模型由輸出回路得則電流增益為由此可見要想減小負(fù)載的影響,則希望…?理想情況:由輸入回路得要想減小對信號源的衰減,則希望…?理想情況:

1.2.2放大電路模型所以,一個(gè)理想的電流放大器:輸入電阻無限小 輸出電阻無限大2.電流放大模型由輸出回路得則電流增益為由此可見要想減小負(fù)輸入輸出回路沒有公共端4.互導(dǎo)放大模型(自學(xué))5.隔離放大電路模型(自學(xué))

1.2.2放大電路模型3.互阻放大模型(自學(xué))輸入輸出回路沒有公共端4.互導(dǎo)放大模型(自學(xué))5.隔離

1.輸入電阻1.2.3

放大電路的主要性能指標(biāo)1.輸入電阻1.2.3放大電路的主要性能指標(biāo)

所以另一方法注意:輸入、輸出電阻為交流電阻2.輸出電阻

1.2.3放大電路的主要性能指標(biāo)所以另一方法注意:輸入、輸出電阻為交流電阻2.輸出電阻反映放大電路在輸入信號控制下,將供電電源能量轉(zhuǎn)換為輸出信號能量的能力其中“甲放大電路的增益為-20倍”和“乙放大電路的增益為-20dB”,問哪個(gè)電路的增益大?四種增益常用分貝(dB)表示

1.2.3放大電路的主要性能指標(biāo)3.增益反映放大電路在輸入信號控制下,將供電電源能量轉(zhuǎn)換為輸出信號能A.放大電路的頻率響應(yīng)及帶寬

在輸入正弦信號情況下,輸入信號頻率連續(xù)改變,輸出隨之變化的穩(wěn)態(tài)響應(yīng),稱為放大電路的頻率響應(yīng)。

1.2.3放大電路的主要性能指標(biāo)4.頻率響應(yīng)及帶寬(頻域指標(biāo))B.頻率失真(線性失真)幅度失真:對不同頻率的信號增益不同,產(chǎn)生的失真。

基波二次諧波輸入信號輸出信號基波二次諧波具體分析在后面結(jié)合3.7節(jié)進(jìn)行A.放大電路的頻率響應(yīng)及帶寬在輸入正弦信號情況下,輸入信號由元器件非線性特性引起的失真。非線性失真系數(shù):VO1是輸出電壓信號基波分量的有效值,Vok是高次諧波分量的有效值,k為正整數(shù)。

1.2.3放大電路的主要性能指標(biāo)5.非線性失真頻率失真(線性失真)與非線性失真的區(qū)別由元器件非線性特性引起的失真。非線性失真系數(shù):VO1是輸出電思考與習(xí)題(放大電路的主要性能指標(biāo))思考題:P.23-1.2.2習(xí)題:P.24-1.2.2、1.2.4

1.2.3放大電路的主要性能指標(biāo)end思考與習(xí)題(放大電路的主要性能指標(biāo))思考題:習(xí)題:1.2.3.4小信號模型分析法3.4小信號模型分析法3.4.1BJT的小信號建模3.4.2共射極放大電路的小信號模型分析

H參數(shù)的引出H參數(shù)小信號模型模型的簡化H參數(shù)的確定利用直流通路求Q點(diǎn)畫小信號等效電路求放大電路動(dòng)態(tài)指標(biāo)3.4.0放大電路模型3.4.1BJT的小信號建模3.4.2共射極放大電路建立小信號模型的意義建立小信號模型的思路

當(dāng)放大電路的輸入信號電壓很小時(shí),就可以把三極管小范圍內(nèi)的特性曲線近似地用直線來代替,從而可以把三極管這個(gè)非線性器件所組成的電路當(dāng)作線性電路來處理。

由于三極管是非線性器件,這樣就使得放大電路的分析非常困難。建立小信號模型,就是將非線性器件做線性化處理,從而簡化放大電路的分析和設(shè)計(jì)。3.4.1BJT的小信號建模建立小信號模型的意義建立小信號模型的思路當(dāng)放

網(wǎng)絡(luò)有輸入端和輸出端兩個(gè)端口,常可用電壓vi、vo及電流i1、i2來研究網(wǎng)絡(luò)的特性,選vi、vo及i1、i2四個(gè)參數(shù)中的兩個(gè)作為自變量,另兩個(gè)為應(yīng)變量,就可得到不同的網(wǎng)絡(luò)參數(shù),如H參數(shù)(混合參數(shù))等。H參數(shù)在低頻時(shí)用得較廣泛。Z參數(shù)(開路阻抗參數(shù)),Y參數(shù)(短路導(dǎo)納參數(shù))網(wǎng)絡(luò)有輸入端和輸出端兩個(gè)端口,??捎秒妷簐i、vo及電流BJT是一個(gè)有源雙口網(wǎng)絡(luò),它可以采用H參數(shù),也可以用Z參數(shù)或Y參數(shù)來進(jìn)行分析。

H參數(shù)是一種混合參數(shù),它的物理意義明確,測量的條件容易實(shí)現(xiàn),加上它在低頻范圍內(nèi)為實(shí)數(shù),所以在電路分析和設(shè)計(jì)使用上都比較方便。下面用H參數(shù)來進(jìn)行討論。

Y參數(shù)在高頻運(yùn)用時(shí)物理意義比較明顯,缺點(diǎn)同樣是測量不易準(zhǔn)確,因BJT的輸入阻抗低,不易實(shí)現(xiàn)輸入端短路的條件。

Z參數(shù)在BJT電路中使用最早,在早期應(yīng)用較廣,缺點(diǎn)是測量不易準(zhǔn)確,因?yàn)锽JT的輸出阻抗高,不易實(shí)現(xiàn)輸出端開路的條件。BJT是一個(gè)有源雙口網(wǎng)絡(luò),它可以采用H參數(shù),也可以用Z參數(shù)或Ui=hiIi+hrUoIo=hfIi+hoUoUiUoIiIo二端口網(wǎng)絡(luò)0.H參數(shù)概念

3.4.1BJT的小信號建模輸出端短路時(shí)的輸入電阻;輸出端短路時(shí)的正向電流傳輸系數(shù);輸入端開路時(shí)的反向電壓傳輸系數(shù);輸入端開路時(shí)的輸出電導(dǎo);對一個(gè)二端口網(wǎng)絡(luò),H參數(shù)的描述公式為四個(gè)參數(shù)量綱各不相同,故稱為混合參數(shù)(H參數(shù))。Ui=hiIi+hrUoIo=hfIi+hoUoUiBJT在共射極接法時(shí),可表示為圖所示的雙口網(wǎng)絡(luò)。

因而兩者之間必然具有密切的內(nèi)在聯(lián)系。下面從管子的特性曲線出發(fā),來找出BJT的參數(shù)。

而BJT的參數(shù),則是用數(shù)學(xué)形式表示管子內(nèi)部電壓、電流微變量的關(guān)系,兩種方法都是表征管子的性能、反映管內(nèi)物理過程的,BJT的特性曲線用圖形描述了管子內(nèi)部電壓、電流的關(guān)系。BJT在共射極接法時(shí),可表示為圖所示的雙口網(wǎng)絡(luò)。因在小信號情況下,對上兩式取全微分得用小信號交流分量表示:

(注意字母大小寫以示區(qū)別)vbe=hieib+hrevceic=hfeib+hoevce對于BJT雙口網(wǎng)絡(luò),我們知道有輸入特性和輸出特性曲線iB=f(vBE)

vCE=constiC=f(vCE)

iB=const可以寫成:vBEvCEiBcebiCBJT雙口網(wǎng)絡(luò)1.BJT的H參數(shù)定義

3.4.1BJT的小信號建模在小信號情況下,對上兩式取全微分得用小信號交流分量表示:

(輸出端交流短路時(shí)的輸入電阻;輸出端交流短路時(shí)的正向電流傳輸比或電流放大系數(shù);輸入端交流開路時(shí)的反向電壓傳輸比;輸入端交流開路時(shí)的輸出電導(dǎo)。對照H參數(shù)的公式,可知:vbe=hieib+hrevceic=hfeib+hoevce

3.4.1BJT的小信號建模Ui=hiIi+hrUoIo=hfIi+hoUo輸出端交流短路時(shí)的輸入電阻;輸出端交流短路時(shí)的正向電流傳輸比根據(jù)可得小信號模型vbe=hieib+hrevceic=hfeib+hoevcevBEvCEiBcebiCBJT雙口網(wǎng)絡(luò)H參數(shù)是小信號參數(shù),即微變參數(shù)或交流參數(shù)。H參數(shù)與工作點(diǎn)有關(guān),在放大區(qū)基本不變。H參數(shù)只適合對交流信號的分析。BJT的H參數(shù)模型2.H參數(shù)小信號模型

3.4.1BJT的小信號建模根據(jù)可得小信號模型vbe=hieib+hrevceic=hfeibicvceibvbehrevcehiehoe記rbe=hie

=hfe

uT=hre

rce=1/hoe則BJT的H參數(shù)模型為ibicvceibvbeμT

vcerberce

μT很小,一般為10-310-4,

rce很大,約為100k。故一般可忽略它們的影響,得到簡化電路3.模型的簡化

3.4.1BJT的小信號建模hfeibicvceibvbehrevcehiehoe記r

一般用測試儀測出;

rbe

與Q點(diǎn)有關(guān),可用圖示儀測出。也可用公式估算:rbe=rb+(1+

)re其中對于低頻小功率管rb≈200

(T=300K)

(思考題:P1013.4.3)4.H參數(shù)的確定

3.4.1BJT的小信號建模認(rèn)識(shí)BJTH參數(shù)的物理意義工程上BJTH參數(shù)的確定一般用測試儀測出;rbe與Q點(diǎn)有關(guān),可用圖式的適用范圍為0.1mA<IE<5mA,實(shí)驗(yàn)表明,超越此范圍,將帶來較大的誤差。對于共射極接法的BJT的小信號模型,H參數(shù)的數(shù)量級一般為式的適用范圍為0.1mA<IE<5mA,實(shí)驗(yàn)表明,超越此范圍例如,對高頻小功率硅管3DG6,在IC=1mA,IB=3mA,VCE=5V時(shí)的H參數(shù),通過實(shí)驗(yàn)測得

可見,hoe和hre相對而言是很小的,對于低頻放大電路,輸入回路中hrevce比vbe小得多,而輸出回路中負(fù)載電阻Rc(或RL)比BJT輸出電阻1/hoe小得多,

所以在模型中常??梢园裩re和hoe忽略掉,這在工程計(jì)算上不會(huì)帶來顯著的誤差。

例如,對高頻小功率硅管3DG6,在IC=1mA,IB=3mAH參數(shù)小信號模型的討論

等效電流源hfeib只是代表BJT的電流控制作用,當(dāng)ib=0(即vbe=0)時(shí),等效電流源就不存在了,所以稱為受控電源,①模型中電流源的性質(zhì):

就是說它是受輸入電流控制的,而不是一個(gè)獨(dú)立的電源。H參數(shù)小信號模型的討論等效電流源hfeib只是代表B

等效電流源hfeib的流向是由ib(也就是vbe)來決定②電流源的流向:

電流源hfeib的流向是在假定正向的原則下定出:電壓以共同端為負(fù)端,電流以流向電極的方向?yàn)檎较颍?/p>

根據(jù)BJT工作的物理實(shí)質(zhì)和hfe的定義,當(dāng)ib的流向與假定的正方向相同時(shí),ic的流向也必然與假定的正方向相同,這樣,電流源hfeib的流向正如圖中的箭頭所示,是由集電極流向發(fā)射極。等效電流源hfeib的流向是由ib(也就是vbe)來

在小信號模型中所討論電壓、電流也都是變化量,因此不能利用小信號模型來求Q點(diǎn),或者利用它來計(jì)算某一時(shí)間的電壓和電流總值。值得注意的是,小信號模型雖然沒有反映直流量,但小信號參數(shù)是在Q點(diǎn)求出的,所以它們實(shí)際上與IB、IC、VCE等靜態(tài)值是有關(guān)系的。計(jì)算出來的結(jié)果反映了Q點(diǎn)附近的工作情況。③模型的對象是變化量:在小信號模型中所討論電壓、電流也都是變化量,因此不能利4.根據(jù)放大電路的小信號模型等效電路計(jì)算放大電路的交流指標(biāo)

、Ri、Ro。

注意:由于在分析放大電路時(shí),常用正弦電壓作為輸入信號,所以小信號等效電路中的電壓、電流均用相量表示。利用BJT的H參數(shù)小信號模型分析放大電路時(shí),可按以下步驟進(jìn)行:1.根據(jù)直流通路估算靜態(tài)工作點(diǎn),確定H參數(shù);2.畫出放大電路的交流通路;3.畫出放大電路的H參數(shù)小信號模型等效電路4.根據(jù)放大電路的小信號模型等效電路計(jì)算放大電路的交流指標(biāo)

共射極放大電路1.利用直流通路求Q點(diǎn)一般對硅管取VBE=0.7V,鍺管VBE=0.2V,且已知。3.4.2共射極放大電路的小信號模型分析共射極放大電路1.利用直流通路求Q點(diǎn)一般對硅管取VBRbviRbRbviRc共射極放大電路icvce+-交流通路RbviRcRLH參數(shù)小信號等效電路2.畫小信號等效電路

3.4.2共射極放大電路的小信號模型分析RbviRbRbviRc共射極放大電路icvce+-交流通路根據(jù)RbviRcRL則電壓增益為(公式)(1)求電壓增益3.求放大電路動(dòng)態(tài)指標(biāo)

3.4.2共射極放大電路的小信號模型分析根據(jù)RbviRcRL則電壓增益為(公式)(1)求電壓增益3RbRcRLRi(3)求輸出電阻令Ro=Rc所以(2)求輸入電阻

3.4.2共射極放大電路的小信號模型分析RbRcRLRi(3)求輸出電阻令Ro=Rc所以(21.電路如圖所示。試畫出其小信號等效模型電路。

解:例題1.電路如圖所示。試畫出其小信號等效模型電路。解:例例題

解:(1)(2)2.放大電路如圖所示。試求:(1)Q點(diǎn);(2)、、。已知=50。end例題解:(1)(2)2.放大電路如圖所示。試求:(1)

圖解分析法和小信號模型分析法,實(shí)質(zhì)上它們是互相聯(lián)系,互相補(bǔ)充的,將它們的主要特點(diǎn)歸納如下:圖解法真實(shí)地反映了BJT的非線性特性。BJT的工作點(diǎn)延伸到特性曲線的非線性部分時(shí),在輸入大信號以及分析輸出幅值和波形失真的情況時(shí),用圖解法比較合適。如第5章功率放大電路,就會(huì)用到。

圖解分析法和小信號模型分析法,實(shí)質(zhì)上它們是互相聯(lián)系,

一般當(dāng)輸入電壓幅度較小或BJT基本上在線性范圍內(nèi)工作時(shí),特別是放大電路比較復(fù)雜時(shí),可用小信號模型來分析;小信號模型分析法的特點(diǎn)是將BJT的特性用我們所熟悉的線性網(wǎng)絡(luò)來代替,然后利用電路計(jì)算的方法分析放大電路的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)、

Ri、Ro等比較方便.一般當(dāng)輸入電壓幅度較小或BJT基本上在線性范圍內(nèi)工作思考與習(xí)題思考題:P.101-3.4.1、3.4.4習(xí)題:P.143-3.4.1(c),(d)、3.4.4、3.4.5(其中第3問改為:分析電容C3的作用)思考與習(xí)題思考題:習(xí)題:人有了知識(shí),就會(huì)具備各種分析能力,明辨是非的能力。所以我們要勤懇讀書,廣泛閱讀,古人說“書中自有黃金屋。”通過閱讀科技書籍,我們能豐富知識(shí),培養(yǎng)邏輯思維能力;通過閱讀文學(xué)作品,我們能提高文學(xué)鑒賞水平,培養(yǎng)文學(xué)情趣;通過閱讀報(bào)刊,我們能增長見識(shí),擴(kuò)大自己的知識(shí)面。有許多書籍還能培養(yǎng)我們的道德情操,給我們巨大的精神力量,鼓舞我們前進(jìn)。人有了知識(shí),就會(huì)具備各種分析能力,模擬小信號模型分析法課件

放大電路是一個(gè)雙口網(wǎng)絡(luò)。從端口特性來研究放大電路,可將其等效成具有某種端口特性的等效電路。信號源負(fù)載

輸入端口特性可以等效為一個(gè)輸入電阻

輸出端口可以根據(jù)不同情況等效成不同的電路形式1.2.2

放大電路模型放大電路是一個(gè)雙口網(wǎng)絡(luò)。從端口特性來研究放大電路,

——負(fù)載開路時(shí)的電壓增益——輸入電阻——輸出電阻

1.2.2放大電路模型1.電壓放大模型關(guān)心輸出電壓與輸入電壓的關(guān)系——負(fù)載開路時(shí)的電壓增益——輸入電阻——輸出電阻1.2.考慮輸入回路對信號源的衰減理想情況:有要想減小衰減,則希望…?

1.2.2放大電路模型由輸出回路得則電壓增益為由此可見即負(fù)載的大小會(huì)影響增益的大小要想減小負(fù)載的影響,則希望…?理想情況:所以,一個(gè)理想的電壓放大器:輸入電阻無限大 輸出電阻無限小考慮輸入回路對信號源的衰減理想情況:有要想減小衰減,則希望…電流放大模型關(guān)心輸出電流與輸入電流的關(guān)系電壓放大模型

1.2.2放大電路模型2.電流放大模型關(guān)心輸出電壓與輸入電壓的關(guān)系——負(fù)載短路時(shí)的電流增益電流放大模型關(guān)心輸出電流與輸入電流的關(guān)系電壓放大模型1.22.電流放大模型由輸出回路得則電流增益為由此可見要想減小負(fù)載的影響,則希望…?理想情況:由輸入回路得要想減小對信號源的衰減,則希望…?理想情況:

1.2.2放大電路模型所以,一個(gè)理想的電流放大器:輸入電阻無限小 輸出電阻無限大2.電流放大模型由輸出回路得則電流增益為由此可見要想減小負(fù)輸入輸出回路沒有公共端4.互導(dǎo)放大模型(自學(xué))5.隔離放大電路模型(自學(xué))

1.2.2放大電路模型3.互阻放大模型(自學(xué))輸入輸出回路沒有公共端4.互導(dǎo)放大模型(自學(xué))5.隔離

1.輸入電阻1.2.3

放大電路的主要性能指標(biāo)1.輸入電阻1.2.3放大電路的主要性能指標(biāo)

所以另一方法注意:輸入、輸出電阻為交流電阻2.輸出電阻

1.2.3放大電路的主要性能指標(biāo)所以另一方法注意:輸入、輸出電阻為交流電阻2.輸出電阻反映放大電路在輸入信號控制下,將供電電源能量轉(zhuǎn)換為輸出信號能量的能力其中“甲放大電路的增益為-20倍”和“乙放大電路的增益為-20dB”,問哪個(gè)電路的增益大?四種增益常用分貝(dB)表示

1.2.3放大電路的主要性能指標(biāo)3.增益反映放大電路在輸入信號控制下,將供電電源能量轉(zhuǎn)換為輸出信號能A.放大電路的頻率響應(yīng)及帶寬

在輸入正弦信號情況下,輸入信號頻率連續(xù)改變,輸出隨之變化的穩(wěn)態(tài)響應(yīng),稱為放大電路的頻率響應(yīng)。

1.2.3放大電路的主要性能指標(biāo)4.頻率響應(yīng)及帶寬(頻域指標(biāo))B.頻率失真(線性失真)幅度失真:對不同頻率的信號增益不同,產(chǎn)生的失真。

基波二次諧波輸入信號輸出信號基波二次諧波具體分析在后面結(jié)合3.7節(jié)進(jìn)行A.放大電路的頻率響應(yīng)及帶寬在輸入正弦信號情況下,輸入信號由元器件非線性特性引起的失真。非線性失真系數(shù):VO1是輸出電壓信號基波分量的有效值,Vok是高次諧波分量的有效值,k為正整數(shù)。

1.2.3放大電路的主要性能指標(biāo)5.非線性失真頻率失真(線性失真)與非線性失真的區(qū)別由元器件非線性特性引起的失真。非線性失真系數(shù):VO1是輸出電思考與習(xí)題(放大電路的主要性能指標(biāo))思考題:P.23-1.2.2習(xí)題:P.24-1.2.2、1.2.4

1.2.3放大電路的主要性能指標(biāo)end思考與習(xí)題(放大電路的主要性能指標(biāo))思考題:習(xí)題:1.2.3.4小信號模型分析法3.4小信號模型分析法3.4.1BJT的小信號建模3.4.2共射極放大電路的小信號模型分析

H參數(shù)的引出H參數(shù)小信號模型模型的簡化H參數(shù)的確定利用直流通路求Q點(diǎn)畫小信號等效電路求放大電路動(dòng)態(tài)指標(biāo)3.4.0放大電路模型3.4.1BJT的小信號建模3.4.2共射極放大電路建立小信號模型的意義建立小信號模型的思路

當(dāng)放大電路的輸入信號電壓很小時(shí),就可以把三極管小范圍內(nèi)的特性曲線近似地用直線來代替,從而可以把三極管這個(gè)非線性器件所組成的電路當(dāng)作線性電路來處理。

由于三極管是非線性器件,這樣就使得放大電路的分析非常困難。建立小信號模型,就是將非線性器件做線性化處理,從而簡化放大電路的分析和設(shè)計(jì)。3.4.1BJT的小信號建模建立小信號模型的意義建立小信號模型的思路當(dāng)放

網(wǎng)絡(luò)有輸入端和輸出端兩個(gè)端口,常可用電壓vi、vo及電流i1、i2來研究網(wǎng)絡(luò)的特性,選vi、vo及i1、i2四個(gè)參數(shù)中的兩個(gè)作為自變量,另兩個(gè)為應(yīng)變量,就可得到不同的網(wǎng)絡(luò)參數(shù),如H參數(shù)(混合參數(shù))等。H參數(shù)在低頻時(shí)用得較廣泛。Z參數(shù)(開路阻抗參數(shù)),Y參數(shù)(短路導(dǎo)納參數(shù))網(wǎng)絡(luò)有輸入端和輸出端兩個(gè)端口,常可用電壓vi、vo及電流BJT是一個(gè)有源雙口網(wǎng)絡(luò),它可以采用H參數(shù),也可以用Z參數(shù)或Y參數(shù)來進(jìn)行分析。

H參數(shù)是一種混合參數(shù),它的物理意義明確,測量的條件容易實(shí)現(xiàn),加上它在低頻范圍內(nèi)為實(shí)數(shù),所以在電路分析和設(shè)計(jì)使用上都比較方便。下面用H參數(shù)來進(jìn)行討論。

Y參數(shù)在高頻運(yùn)用時(shí)物理意義比較明顯,缺點(diǎn)同樣是測量不易準(zhǔn)確,因BJT的輸入阻抗低,不易實(shí)現(xiàn)輸入端短路的條件。

Z參數(shù)在BJT電路中使用最早,在早期應(yīng)用較廣,缺點(diǎn)是測量不易準(zhǔn)確,因?yàn)锽JT的輸出阻抗高,不易實(shí)現(xiàn)輸出端開路的條件。BJT是一個(gè)有源雙口網(wǎng)絡(luò),它可以采用H參數(shù),也可以用Z參數(shù)或Ui=hiIi+hrUoIo=hfIi+hoUoUiUoIiIo二端口網(wǎng)絡(luò)0.H參數(shù)概念

3.4.1BJT的小信號建模輸出端短路時(shí)的輸入電阻;輸出端短路時(shí)的正向電流傳輸系數(shù);輸入端開路時(shí)的反向電壓傳輸系數(shù);輸入端開路時(shí)的輸出電導(dǎo);對一個(gè)二端口網(wǎng)絡(luò),H參數(shù)的描述公式為四個(gè)參數(shù)量綱各不相同,故稱為混合參數(shù)(H參數(shù))。Ui=hiIi+hrUoIo=hfIi+hoUoUiBJT在共射極接法時(shí),可表示為圖所示的雙口網(wǎng)絡(luò)。

因而兩者之間必然具有密切的內(nèi)在聯(lián)系。下面從管子的特性曲線出發(fā),來找出BJT的參數(shù)。

而BJT的參數(shù),則是用數(shù)學(xué)形式表示管子內(nèi)部電壓、電流微變量的關(guān)系,兩種方法都是表征管子的性能、反映管內(nèi)物理過程的,BJT的特性曲線用圖形描述了管子內(nèi)部電壓、電流的關(guān)系。BJT在共射極接法時(shí),可表示為圖所示的雙口網(wǎng)絡(luò)。因在小信號情況下,對上兩式取全微分得用小信號交流分量表示:

(注意字母大小寫以示區(qū)別)vbe=hieib+hrevceic=hfeib+hoevce對于BJT雙口網(wǎng)絡(luò),我們知道有輸入特性和輸出特性曲線iB=f(vBE)

vCE=constiC=f(vCE)

iB=const可以寫成:vBEvCEiBcebiCBJT雙口網(wǎng)絡(luò)1.BJT的H參數(shù)定義

3.4.1BJT的小信號建模在小信號情況下,對上兩式取全微分得用小信號交流分量表示:

(輸出端交流短路時(shí)的輸入電阻;輸出端交流短路時(shí)的正向電流傳輸比或電流放大系數(shù);輸入端交流開路時(shí)的反向電壓傳輸比;輸入端交流開路時(shí)的輸出電導(dǎo)。對照H參數(shù)的公式,可知:vbe=hieib+hrevceic=hfeib+hoevce

3.4.1BJT的小信號建模Ui=hiIi+hrUoIo=hfIi+hoUo輸出端交流短路時(shí)的輸入電阻;輸出端交流短路時(shí)的正向電流傳輸比根據(jù)可得小信號模型vbe=hieib+hrevceic=hfeib+hoevcevBEvCEiBcebiCBJT雙口網(wǎng)絡(luò)H參數(shù)是小信號參數(shù),即微變參數(shù)或交流參數(shù)。H參數(shù)與工作點(diǎn)有關(guān),在放大區(qū)基本不變。H參數(shù)只適合對交流信號的分析。BJT的H參數(shù)模型2.H參數(shù)小信號模型

3.4.1BJT的小信號建模根據(jù)可得小信號模型vbe=hieib+hrevceic=hfeibicvceibvbehrevcehiehoe記rbe=hie

=hfe

uT=hre

rce=1/hoe則BJT的H參數(shù)模型為ibicvceibvbeμT

vcerberce

μT很小,一般為10-310-4,

rce很大,約為100k。故一般可忽略它們的影響,得到簡化電路3.模型的簡化

3.4.1BJT的小信號建模hfeibicvceibvbehrevcehiehoe記r

一般用測試儀測出;

rbe

與Q點(diǎn)有關(guān),可用圖示儀測出。也可用公式估算:rbe=rb+(1+

)re其中對于低頻小功率管rb≈200

(T=300K)

(思考題:P1013.4.3)4.H參數(shù)的確定

3.4.1BJT的小信號建模認(rèn)識(shí)BJTH參數(shù)的物理意義工程上BJTH參數(shù)的確定一般用測試儀測出;rbe與Q點(diǎn)有關(guān),可用圖式的適用范圍為0.1mA<IE<5mA,實(shí)驗(yàn)表明,超越此范圍,將帶來較大的誤差。對于共射極接法的BJT的小信號模型,H參數(shù)的數(shù)量級一般為式的適用范圍為0.1mA<IE<5mA,實(shí)驗(yàn)表明,超越此范圍例如,對高頻小功率硅管3DG6,在IC=1mA,IB=3mA,VCE=5V時(shí)的H參數(shù),通過實(shí)驗(yàn)測得

可見,hoe和hre相對而言是很小的,對于低頻放大電路,輸入回路中hrevce比vbe小得多,而輸出回路中負(fù)載電阻Rc(或RL)比BJT輸出電阻1/hoe小得多,

所以在模型中常??梢园裩re和hoe忽略掉,這在工程計(jì)算上不會(huì)帶來顯著的誤差。

例如,對高頻小功率硅管3DG6,在IC=1mA,IB=3mAH參數(shù)小信號模型的討論

等效電流源hfeib只是代表BJT的電流控制作用,當(dāng)ib=0(即vbe=0)時(shí),等效電流源就不存在了,所以稱為受控電源,①模型中電流源的性質(zhì):

就是說它是受輸入電流控制的,而不是一個(gè)獨(dú)立的電源。H參數(shù)小信號模型的討論等效電流源hfeib只是代表B

等效電流源hfeib的流向是由ib(也就是vbe)來決定②電流源的流向:

電流源hfeib的流向是在假定正向的原則下定出:電壓以共同端為負(fù)端,電流以流向電極的方向?yàn)檎较颍?/p>

根據(jù)BJT工作的物理實(shí)質(zhì)和hfe的定義,當(dāng)ib的流向與假定的正方向相同時(shí),ic的流向也必然與假定的正方向相同,這樣,電流源hfeib的流向正如圖中的箭頭所示,是由集電極流向發(fā)射極。等效電流源hfeib的流向是由ib(也就是vbe)來

在小信號模型中所討論電壓、電流也都是變化量,因此不能利用小信號模型來求Q點(diǎn),或者利用它來計(jì)算某一時(shí)間的電壓和電流總值。值得注意的是,小信號模型雖然沒有反映直流量,但小信號參數(shù)是在Q點(diǎn)求出的,所以它們實(shí)際上與IB、IC、VCE等靜態(tài)值是有關(guān)系的。計(jì)算出來的結(jié)果反映了Q點(diǎn)附近的工作情況。③模型的對象是變化量:在小信號模型中所討論電壓、電流也都是變化量,因此不能利4.根據(jù)放大電路的小信號模型等效電路計(jì)算放大電路的交流指標(biāo)

、Ri、Ro。

注意:由于在分析放大電路時(shí),常用正弦電壓作為輸入信號,所以小信號等效電路中的電壓、電流均用相量表示。利用BJT的H參數(shù)小信號模型分析放大電路時(shí),可按以下步驟進(jìn)行:1.根據(jù)直流通路估算靜態(tài)工作點(diǎn),確定H參數(shù);2.畫出放大電路的交流通路;

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